JP4488758B2 - 押出機の口金 - Google Patents

Description

この発明は、ゴム材料、プラスチック材料等の押出し素材に所要の横断面形状を付与する、押出機の口金に関するものである。

たとえば図６に略線斜視図で示すように、押出機１１１の先端に、たとえばシリンダ作動のクランパ１１２または、ボルトその他固定手段によって取付けられて、押出し素材を特定の横断面形状に成形する口金１１３は、それによって成形される材料１１４の形状変更の度毎に、作業者の手作業をもって押出機１１１に対して脱着交換することが一般的であった。

しかるに、このような従来技術にあっては、出口開口の形状、寸法等の異なる多数の口金１１３を予め準備することが必要になるため設備コストが嵩むという問題があり、また、口金１１３の脱着交換作業に長い時間がかかるため、押出機１１１の稼動効率が低くなって成形材料１１４の生産性が悪いという問題があり、さらには、成形材料１１４の形状等の自動的な変更が不可能であるという問題もあった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、それの目的とするところは、設備コストの十分な低減を実現するとともに、口金の出口開口寸法の変更に際する生産性の低下を有効に防止し、また、その出口開口寸法の自動的な変更を容易とした、押出機の口金のサイズ変更方法およびそれに用いる口金を提供するにある。

この発明に係る、押出機の口金は、押出機の先端に取付けられて押出し素材を所要の横断面形状に成形する口金を、押出し流路の画成に寄与する、断面形状が多角形、長円形等をなす一の貫通穴を設けた口金本体と、その貫通穴内に、それの幅方向および、その幅方向と直交するギャップ方向の少なくとも一方向に変位可能に配設されて、口金の出口開口寸法を特定する一個以上の流路規制ブロックとで構成するとともに、口金本体の貫通穴の寸法を、たとえば、それの幅方向の一もしくは二壁面または、その幅方向と直交する方向の一もしくは二壁面で、下流側に向けて、傾斜面をもって漸減させるとともに、流路規制ブロックの、貫通穴傾斜面との対向面を、その傾斜面と対応する傾斜面としたものである。

また、貫通穴内には少なくとも一対の流路規制ブロックを配設することが好ましく、この場合には、各対の流路規制ブロックの同期作動機構を設けることが好ましい。

この発明に係る口金では、一の口金内に予め配設した一もしくは複数の流路規制ブロックをその口金内で変位させることで、口金の出口開口寸法を所要に応じて種々に変化させることができるので、口金の出口開口を経て押出し成形される成形材料の形状変更等の度毎に口金を脱着交換することが不要になるのみならず、押出機の作動を継続したままで流路規制ブロックを変位させて出口開口寸法を変化させることも可能となる。

従って、この口金によれば、従来技術のような、多数の口金の準備が不要となって、設備コストを有効に低減させることができ、また、口金の脱着交換に起因する生産性の低下を有効に防止することができ、さらには、流路規制ブロックの変位を電気的手段、機械的手段等をもって、コントロールすることで、口金の出口開口寸法の自動的な変更を簡単に行うことができる。

なおこのような出口開口寸法の変更に当って、口金内に配設した各対の流路規制ブロックのそれぞれを、相互の同期下で、同時に等量ずつ変位させる場合には、口金の出口開口を、高い精度をもって押出機と常に同芯に維持することができ、押出し成形材料に、それの真直性をも含めて、所期した通りの形状を確実に付与することができる。

ところで、流路規制ブロックは、出口開口の幅方向に変位させることの他、それの開口ギャップ方向に変位させることもでき、前者によれば、押出し成形材料の幅寸法および側面形状を変化させることができ、後者によればその成形材料の厚み寸法および表裏面形状を変化させることができる。

しかも、この発明に係る口金では、口金本体の貫通穴内に配設した一個以上の流路規制ブロックを、その貫通穴内で所要に応じて変位させることによって、上記の出口開口寸法の変更を確実にかつ容易に実施することができ、先に述べたところと同様の作用効果をもたらすことができる。

その上、この口金では、流路規制ブロックの、貫通穴傾斜面との対向面を、下流側に向けて貫通穴を先細りにするその貫通穴傾斜面と対応する傾斜面とすることにより、押出し素材の、貫通穴への流動に当って、その押出し素材が流路規制ブロックに、流動抵抗、粘性抵抗等に起因する、下流側に向く力を及ぼすことに基き、流路規制ブロックが、その傾斜面をもって貫通穴傾斜面に密着することになるので、貫通穴内の押出し素材の加圧力を高めてなお、その押出し素材の、両傾斜面間からの洩出のおそれを有利に取り除くことができる。
この一方で、貫通穴から、押出し素材それ自体または、押出し素材内圧が除去された場合には、流路規制ブロックを容易に変位させることができる。

またここで、貫通穴内に一対の流路規制ブロックを配設した場合には、それらを同期作動させることで、先に述べたと同様に、所期した通りの成形材料を製造することができる。この一方で、それらを所要に応じて別個独立に作動させる場合には、貫通穴中心線に対して、たとえば、幅方向もしくは厚み方向に非対称形状となる成形材料を製造することも可能となる。
そして、二対以上の流路規制ブロックを貫通穴内に配設した場合は、各対のブロックを所要に応じて変位させることで、成形材料の形状および寸法の選択の自由度より高めることができ、成形形状をより複雑なものとすることができる。

ところで、対をなす流路規制ブロックを貫通穴内に配設した場合は、各対のブロックの同期作動機構を設けることで、対をなすブロックのそれぞれを同時に等量ずつ変位させることができる。

図１は、この発明に係る口金の実施形態を示す斜視図であり、図中１は口金本体を示す。

この口金本体１は、図の斜め前後方向に延在してそれに貫通する、図２に、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う縦断面図で示すような貫通穴２を有するとともに、その後端部に、図の上下方向に突出する、押出機への取付けのためのそれぞれのフランジ３を有する。
ここで貫通穴２は、押出機からの押出し素材を、口金本体１の先端開口、ひいては、口金の出口開口に導くための押出流路の画成に寄与する。

そしてここでは、横断面形状を方形としたかかる貫通穴２の幅寸法をその全幅にわたって一定とする一方で、それの幅方向と直交する、図２の上下方向の寸法を、図示のように、対向する相互の壁面が、貫通穴２の下流側に向けてテーパ状に漸次接近して延在するそれぞれの傾斜面４ａ，４ｂとなるように形成することで、先端側に向けて次第に小さくする。

口金本体１のこのような貫通穴２内に、たとえば図３に斜視図で示すような一対の流路規制ブロック５ａ，５ｂを収納配置し、これらの各ブロック５ａ，５ｂに突設形成した、たとえば板状、柱状等とすることができる外部操作部６ａ，６ｂを、図１に示すように、口金本体１の各側壁１ａの開口から外側へ突出させるとともに、その側壁開口に対して、内外側方向へ円滑に摺動変位可能とする。

外部操作部６ａ，６ｂのこのような摺動変位、ひいては、流路規制ブロック５ａ，５ｂの、貫通穴中心に対する進退変位をもたらすべく、ここでは、外部操作部６ａ，６ｂに、その外端面に開口する雌ねじ部７を設けるとともに、各雌ねじ部７に、図１に示すところではチャンネル状をなす支持フレーム８の直立壁部８ａに回転自在に取付けた雄ねじ部材９を螺合させる。

これによれば、雄ねじ部材９の回動運動によって、外部操作部６ａ，６ｂを、支持フレーム８の直立壁部８ａに対して接近および離隔変位させることで、流路規制ブロック５ａ，５ｂを貫通穴中心線に対して離隔および接近変位させることができる。

ここで、対をなす流路規制ブロック５ａ，５ｂの、相互に同期した変位は、それぞれのブロック５ａ，５ｂのための雌ねじ部材７および雄ねじ部材９のリードの向きを相互に逆にした状態で、たとえば、各雄ねじ部材９に取付けた歯車１０を、駆動軸１１の両端に固定した歯車１２に噛合させてなる同期作動機構を用い、その駆動軸１１を所要の方向へ所要の角度範囲にわたって回動させることによって行わせることができる。

ところで、貫通穴２内でこのように変位させることができる流路規制ブロック５ａ，５ｂそれ自体は、たとえば図３に示すように、貫通穴２の傾斜面４ａ，４ｂとの対向面を、その貫通穴傾斜面４ａ，４ｂと対応する勾配をもつ傾斜面１３ａ，１３ｂとする。
なおここで、ブロック傾斜面は、貫通穴傾斜面の形成態様との関連の下で、図の上下いずれか一方側にのみに形成することもできる。

かかる各流路規制ブロック５ａ，５ｂの、前後の端面および、外部操作部６ａ，６ｂを突設させた側面はいずれも、図３に示す姿勢の下で垂直面とすることができ、また、それぞれのブロック５ａ，５ｂの相互の対向側面は、押出し成形される素材の、所要の成形形状との関連の下で適宜に選択することができる。従って、図に示すところでは、正面視で円弧形状とした対向側面の先端形状を、横向きのＶ字形状、へ字形状等とすることができる他、鈎形状、ステップ形状等とすることもできる。
そして、これらのいずれの場合にあっても、対向側面の相互間隔が、貫通穴２の下流側に向けて次第に接近する形成態様とすることが好ましい。

図１は、対をなすこのような流路規制ブロック５ａ，５ｂを、口金本体１に組み付けてなる口金１４を、同期作動機構とともに示す図であり、図示のこの口金１４では、押出流路の上下両面は貫通穴傾斜面４ａ，４ｂによって、そしてその左右の側面は、流路規制ブロック５ａ，５ｂの相互の対向側面によってそれぞれ画成されることになる。

従って、両ブロック５ａ，５ｂのそれぞれを、図４（ａ）に示すように限界位置まで離隔変位させることで、口金１４の出口開口１５を最大幅とすることができ、また、図４（ｂ）に示すように、両ブロック５ａ，５ｂを相互に近接変位させることで、出口開口１５の幅を所要に応じて狭めることができる。
そして出口開口幅のこのような変更は、押出機の停止中のみならず、作動中にもまた行うことができる。

かくして、この口金１４によれば、出口開口寸法の変更により、一の口金をもって各種の寸法の材料を押出成形することができるので、多数の口金の予めの準備が必要となる従来技術に比して設備コストを有効に低減させることができ、また、出口開口寸法の変更を短時間のうちに行って、成形材料の生産性を大きく向上させることができる。加えて、口金のサイズ変更、いいかえれば、それの出口開口寸法の変更を、たとえば駆動軸１１の作動制御によって簡易に自動化することができる。

以上、口金１４の出口開口１５の幅寸法を変更する場合について説明したが、たとえば、流路規制ブロックの一個もしくは二個を、貫通穴の上下方向に変位可能に配設した場合には、出口開口の開口ギャップ、ひいては、成形材料の厚みを所要に応じて変更することができる。
なおこの場合には、貫通穴の少なくとも一方の側壁を、下流側に向けて流路を狭める方向の傾斜面とし、その傾斜面と対向するブロック表面を、貫通穴傾斜面と対応する傾斜面とする。

図５は、上述したところの変更例を要部について示す略線正面図であり、図５（ａ）に示すところは、貫通穴２内に、相互に対をなす上段側の流路規制ブロック１６ａ，１６ｂと、下段側の流路規制ブロック１７ａ，１７ｂとを二段重ねに配設したものである。
また、図５（ｂ）に示す例は、貫通穴２内に、上下に対をなす一方側の流路規制ブロック１８ａ，１８ｂと、他方側の流路規制ブロック１９ａ，１９ｂとを、図の左右方向に隣接させて配設したものである。

これらのいずれの口金１４においても、一対のブロックを、他の対のブロックから独立させて変位させることで、口金１４の出口開口１５の輪郭形状、ひいては、押出成形材料の形状の選択の自由度を大きく高めることができ、このことは、貫通穴内に、二対を越える数もしくは対の流路規制ブロックを配設した場合により効果的である。

なお図示はしないが、貫通穴内に配設した一個もしくは複数個の流路規制ブロックの各々を、図の上下および左右の両方向に変位可能に構成することもできる。

口金の実施形態を示す斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う口金本体の縦断面図である。 一対の流路規制ブロックを例示する斜視図である。 口金の出口開口寸法の変更例を示す正面図である。 流路規制ブロックの他の配設例を要部について示す略線正面図である。 従来の口金を押出機への取付け状態で示す略線斜視図である。

１ 口金本体
２ 貫通穴
３ フランジ
４ａ，４ｂ 貫通穴傾斜面
５ａ，５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ 流路規制ブロック
６ａ，６ｂ 外部操作部
７ 雌ねじ部
８ 支持フレーム
８ａ 直立壁部
９ 雄ねじ部
１０，１２ 歯車
１１ 駆動軸
１３ａ，１３ｂ 傾斜面
１４ 口金
１５ 出口開口

Claims (3)

1. 押出機の先端に取付けられて押出し素材を所要の横断面形状に成形する口金を、押出し流路の画成に寄与する貫通穴を設けた口金本体と、その貫通穴内に、それの幅方向および、その幅方向と直交する方向の少なくとも一方向に変位可能に配設されて、口金の出口開口寸法を特定する一個以上の流路規制ブロックとで構成するとともに、口金本体の貫通穴の寸法を、下流側に向けて傾斜面をもって漸減させるとともに、流路規制ブロックの、貫通穴傾斜面との対向面を、その傾斜面と対応する傾斜面としてなる押出機の口金。
2. 貫通穴内に少なくとも一対の流路規制ブロックを配設してなる請求項１に記載の押出機の口金。
3. 各対の流路規制ブロックの同期作動機構を設けてなる請求項２に記載の押出機の口金。

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